论文部分内容阅读
背景:精神分裂症主要以药物治疗为主,其中以奥氮平（Olan）为代表的非典型抗精神病药物（AAPDs）在临床上使用最为广泛,但是伴随着药物疗效的同时一系列副反应逐步凸显。抗精神病药物导致患者体重增加长期存在并受到越来越多人的关注,而其具体机制不明。能量平衡对维持体重至关重要,体重的增加往往是由于能量摄入增加,消耗减少,或者两者兼有而导致的,肥胖可被认为是高摄入和低消耗能量的结果。产热作为能量消耗的一种途径可能是抗精神病药物导致患者体重增加的原因之一,其中β3肾上腺素能受体介导的棕色脂肪组织（BAT）产热是主要途径。BAT在人和哺乳动物体内存在,通过线粒体内膜上的解偶联蛋白（UCP）产热来消耗能量,UCP1是BAT特异性表达的产热标记蛋白,过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR-γ）,PPARγ共激活因子1α（PGC-1α）,PR结构域蛋白16（PRDM16）也同时参与了BAT的产热。目前,已有一些研究表明AAPDs可影响BAT的产热,但AAPDs如何影响BAT产热而导致体重增加的具体机制不明。表观遗传调控,如组蛋白修饰,在脂肪生成过程中起关键作用,可能与体重增加有关,这为研究抗精神病药物导致患者体重增加提供了新思路。目的:对临床服用非典型抗精神病药物奥氮平的患者进行动态观察,考察奥氮平对患者UCP1表达的影响,进一步分析UCP1与临床各代谢指标的相关性以明确产热标记蛋白UCP1在奥氮平介导的代谢性副反应中的作用。在此基础上,利用β3肾上腺素能受体激动剂CL-316243为阳性对照,在C57BL/6小鼠中探究β3肾上腺素能受体介导的BAT产热对抗精神病药物导致患者体重增加的影响,并初步探究表观遗传修饰中组蛋白修饰对BAT产热的作用,对指导AAPDs的合理使用具有重要的现实意义。方法:1、选取四川省南充市第六人民医院符合入组标准的精神分裂症患者共计49例,分别记录患者的年龄、性别等基本情况,定期对各临床指标,包括:阳性与阴性症状量表（PANSS）、简易智力状态检查量表（MMSE）评分、体重、腰臀围、血糖血脂等进行监测,并采用酶联免疫吸附法（ELISA）测定患者服药前后血清中产热关键蛋白UCP1的表达,进一步使用Pearson相关性分析方法分析UCP1与临床各指标的相关性。2、选取1820 g C57BL/6小鼠共48只,分为四组:空白对照组（Control）、奥氮平给药组（Olan,3 mg/kg,i.g）,β3肾上腺素能受体激动剂组（CL-316243,0.1 mg/kg,i.p）,奥氮平和激动剂共处理组（Olan 3 mg/kg,i.g+CL-316243 0.1 mg/kg,i.p）,每组12只,雌雄各半,连续给药处理四周,隔天测定小鼠体重、进食和饮水,每周用热成像仪监测小鼠体温的变化,测定小鼠血浆中血糖血脂含量变化,给药结束前IGTT测定小鼠的葡萄糖耐受情况,最后收集小鼠肝脏、白色脂肪组织（WAT）、BAT,称重记录。用苏丹Ⅲ染色观察小鼠各组织中脂滴的变化,HE染色观察组织的形态变化;Western Blot方法检测BAT中产热相关蛋白UCP1、PPAR-γ、PGC1-α、PRDM16的表达及总蛋白中组蛋白3乙酰化（AC-H3）、组蛋白4乙酰化（AC-H4）、组蛋白3赖氨酸9三甲基化（TH3）和组蛋白去甲基化酶（JMJD2B）的表达,免疫组化进一步验证UCP1表达的变化,qPCR测定相应产热基因的表达。结果:1、奥氮平对患者疗效的影响患者服药一月后PANSS评分总分显著降低（P<0.001）,MMSE得分在患者服药后有所增加,两月后显著增加（P=0.0041）,奥氮平表现出较好的临床疗效。2、奥氮平对患者体重的影响患者服药两个月平均体重增加了约3.625 kg,体重指数（BMI）在整个服药过程中呈现增加趋势,两月后相对于基线水平显著增加（P=0.0160）。患者腰围（P=0.0190）在服药一月后显著增加,臀围（P>0.05）的增加不具有显著性。腰臀比（WHR）在整个过程中也显著增加（P<0.01）,患者表现出中心性肥胖。3、奥氮平对患者血糖血脂的影响患者服药一月后甘油三酯（TG）和高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）首先出现了异常,相对于基线水平,TG显著增加（P=0.0427）且高于标准水平;HDL-C显著降低（P=0.0492）。另外,总胆固醇（TC）（P=0.0482）在服药两个月后表现出显著增加,空腹血浆葡萄糖（FPG）虽有所升高,但是不具有显著性（P>0.05）。4、奥氮平对患者血清中UCP1表达的影响及其相关性分析精神分裂症患者服用奥氮平后血清中UCP1的表达显著降低（P=0.0279）,并且UCP1水平与BMI、TG、TC呈显著负相关（P<0.05）,与HDL-C呈显著正相关（r=0.343,P=0.016）,与WHR、FPG和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）无明显相关性（P>0.05）。5、奥氮平对小鼠体重摄食的影响奥氮平处理C57BL/6小鼠四周后,使小鼠体重增量显著增加（P=0.0329）,CL-316243处理显著降低了这种增加（P<0.05）,奥氮平对小鼠的摄食和饮水无显著影响。另外,奥氮平对小鼠肝脏、WAT重量也无显著影响（P>0.05）,但是奥氮平处理后小鼠组织出现了一定的形态改变,肝脏中有明显的脂质堆积,CL-316243缓解了脂质堆积情况;BAT有向WAT转化的趋势,细胞体积及细胞间隙变大,出现明显的白色脂肪状空泡样;而WAT细胞增多,变得更为密集。6、奥氮平对小鼠糖脂代谢的影响奥氮平处理四周后,小鼠血浆中TG（P=0.0026）和游离脂肪酸（P=0.021）显著升高,HDL-C显著降低（P=0.0283）,CL-316243处理逆转了奥氮平导致的TG的下降（P=0.0016）。在IGTT过程中,奥氮平组小鼠的葡萄糖水平均高于对照组,奥氮平可显著提高IGTT的AUC（P=0.0372）,而这种增加也被CL-316243逆转（P=0.0004）。7、奥氮平对小鼠产热的影响整个给药过程中,奥氮平组小鼠肩胛骨处温度呈显著下降趋势,而CL-316243组小鼠体温显著增加（P<0.05）,另外CL-316243还逆转了奥氮平所致的低温。8、奥氮平对小鼠能量代谢相关蛋白及基因的影响WB和免疫组化结果均显示奥氮平显著降低了产热关键蛋白UCP1的表达,这种影响在低温条件下更为显著,CL-316243组UCP1的表达显著增加,并且CL-316243还逆转了奥氮平导致的UCP1的降低（P<0.01）。而对于产热辅因子来说,奥氮平仅在低温条件下显著降低了PGC-1α（P=0.044）、PRDM16（P=0.0001）的表达。低温处理小鼠BAT中Ucp1（P=0.0003）、Pgc-1α（P=0.036）、Prdm16（P=0.023）等基因的表达也被奥氮平显著降低,并且Ucp1表达的降低被CL-316243逆转（P=0.0001）。转录调控因子Ppar-γ的表达（P=0.005）被奥氮平显著增加。9、奥氮平对小鼠总蛋白甲基化乙酰化的影响奥氮平处理后BAT总蛋白中的AC-H3,AC-H4和TH3水平均显著增加（P<0.01）,JMJD2B有降低的趋势,但不具显著性;CL-316243处理使AC-H3,AC-H4的增加得到了逆转（P<0.001）,而对于TH3,JMJD2B（P>0.05）无显著影响。结论:本研究结果显示非典型抗精神病药物奥氮平在发挥较好疗效的基础上会导致患者体重增加并且伴随着糖脂代谢异常的风险,患者血清中产热标记蛋白UCP1在服药后显著降低,并且UCP1的表达与BMI、TG、TC、HDL-C显著相关,临床研究表明,UCP1可能参与奥氮平导致的代谢性副反应。为了进一步探究UCP1与AAPDs导致能量代谢异常的关系,我们以β3肾上腺素能受体激动剂CL-316243为阳性对照,在C57BL/6小鼠中进行了基础研究。结果发现,奥氮平介导的小鼠体重增加可能是通过影响转录调控因子的组蛋白修饰调控产热相关基因的表达从而影响β3-肾上腺素能受体介导的BAT非颤栗性产热,导致能量代谢异常,最终导致体重增加。